DE102004052429A1

DE102004052429A1 - Einspritzsteuergerät für eine Kraftmaschine

Info

Publication number: DE102004052429A1
Application number: DE102004052429A
Authority: DE
Inventors: Masahiro Kariya Asano; Eiji Kariya Takemoto; Akira Kariya Umehara
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2004-10-28
Publication date: 2005-06-23
Anticipated expiration: 2024-10-29
Also published as: US7021288B2; US20050092298A1; JP4192759B2; DE102004052429B4; JP2005133678A

Abstract

Ein Einspritzmengensteuergerät zum genauen Durchführen eines Einspritzmengenlernprozesses bei einer Dieselkraftmaschine (1) erzeugt eine Umgebung zum Erhalten eines charakteristischen Wertes in einer Eins-zu-eins-Beziehung mit einer Ist-Einspritzmenge. Eine Steuervorrichtung (11) führt einen Ein-Schuss-Einspritzbetrieb (S30) für einen Zylinder der Kraftmaschine (1) durch, während die Umgebung eingerichtet ist. Eine Einspritzbefehlsmenge wird auf der Grundlage einer Kraftmaschinendrehzahländerung korrigiert (S90), die durch den Ein-Schuss-Einspritzbetrieb hervorgerufen wird. Nach dem Einrichten des Zustandes und vor dem Einspritzen wird die Öffnung des Ventils (9) so gesteuert, dass sie kleiner ist als eine Referenz, und eine Öffnung einer Dieseldrossel (6) und eines variablen Turboladers (5) werden jeweils so gesteuert, dass sie größer als eine Referenz sind. Eine Zusammensetzung einer Luftströmung in eine Brennkammer (3) wird stabilisiert, um zu gewährleisten, dass der charakteristische Wert, der nach dem Ein-Schuss-Einspritzbetrieb erfasst wird, in einer Eins-zu-eins-Beziehung mit der Ist-Einspritzmenge ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Einspritzmengensteuergerät zum Durchführen eines Einspritzmengenlernprozesses bezüglich einer Dieselkraftmaschine.

Ein Verfahren zum Unterdrücken von Verbrennungslärm und NOx-Emisionen für eine Dieselkraftmaschine durch Durchführen eines Voreinspritzbetriebes ist bekannt. Der Voreinspritzbetrieb beinhaltet das Einspritzen einer kleinen Kraftstoffmenge in eine Brennkammer vor einer Haupteinspritzung. Da die Voreinspritzbetriebe üblicherweise kleine Kraftstoffmengen beinhalten, die als eine Befehlsmenge bezeichnet werden, ist es wünschenswert, die Genauigkeit der eingespritzten Menge zu verbessern, um zufriedenstellende Wirkungen zu erzielen, nämlich die Reduzierung des Verbrennungslärmes und der NOx-Emisionen. Eine Art und Weise zum Verbessern der Genauigkeit ist das Implementieren eines Einspritzmengenlernprozesses. Der Prozess beinhaltet das Bestimmen einer Differenz zwischen einer Ist-Menge des eingespritzten Kraftstoffes (nachfolgend als eine „Ist-Einspritzmenge" bezeichnet) und der Befehlsmenge. Der Prozess gleicht dann die erfasste Differenz aus.

Somit sieht die vorliegende Anmeldung eine Kraftstoffeinspritzsteuerung zum Durchführen eines sehr genauen Einspritzmengenlernprozesses vor, wie dies in der nicht veröffentlichten Japanischen Patentanmeldung JP-2003-185633 offenbart ist. Die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung ist dazu geeignet, dass sie während eines Leerlaufzustandes, bei dem kein Kraftstoff eingespritzt wird und die Kraftmaschine arbeitet, eine Ein-Schuss-Einspritzung zum Lernen für einen bestimmten Zylinder aus einer Vielzahl Zylinder einer Dieselkraftmaschine durchgeführt wird. Ein Leelaufzustand ist dann vorhanden, wenn die Befehlsmenge des Kraftstoffes für die Einspritzvorrichtungen nicht größer als Null ist, zum Beispiel während eines Gangwechsels und einer Verzögerung des Fahrzeuges. Die Steuervorrichtung bestimmt die Ist-Einspritzmenge auf der Grundlage einer Änderung der Kraftmaschinendrehzahl, die durch die Ein-Schuss-Einspritzung bewirkt wird. Die Steuervorrichtung korrigiert dann die Befehlsmenge in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen der Ist-Einspritzmenge und dem Befehlwert für die durchgeführte Ein-Schuss-Einspritzung.

Um die Genauigkeit der Korrektur des Befehlswertes bei dem vorstehend beschriebenen Einspritzmengenlernprozess zu erhöhen, sollte dieses so bewirkt werden, dass eine Charakteristik (zum Beispiel die Änderung der Kraftmaschinendrehzahl, des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses oder des Druckes in dem Zylinder), die eine Wirkung des Ein-Schuss-Einspritzbetriebes darstellt, unterschiedliche Werte der Ist-Einspritzmenge identifizieren kann. Insbesondere soll ein Wert der Charakteristik einem bestimmten Wert der Ist-Einspritzmenge in einer Eins-zu-eins-Beziehung entsprechen. Daher sollen niemals unterschiedliche Werte der Charakteristik erhalten werden, wenn die Ein-Schuss-Einspritzung unter denselben Bedingungen mehrfach durchgeführt wird. Umgekehrt sollte niemals derselbe Wert der Charakteristik erhalten werden, wenn die Ein-Schuss-Einspritzung unter unterschiedlichen Bedingungen mehrfach durchgeführt wird.

Wenn die Charakteristik die Kraftmaschinendrehzahländerung ist, dann haben die Ist-Einspritzmenge und die Charakteristik keine Eins-zu-eins-Beziehung, und sie werden grob in die folgenden beiden Kategorien klassifiziert:

a) Die Verbrennung ändert sich, obwohl die Einspritzmenge konstant ist. Der Wert der Charakteristik (nachfolgend als der „charakteristische Wert" bezeichnet) ändert sich in Abhängigkeit dessen, ob eine ausreichende Sauerstoffmenge für die vollständige Verbrennung des eingespritzten Kraftstoffes vorgesehen wird oder nicht. Zusätzlich wird die Verbrennung verlangsamt, wenn das Abgas durch ein EGR-System rückgeführt wird, wodurch sich der erfasste charakteristische Wert ändert.
b) Eine Kraftmaschinenlast ändert sich während der Erfassung des charakteristischen Wertes. Ein Pumpenverlust oder ein Energieverlust beim Komprimieren der Einlassluft und andere Änderungen treten dann auf, wenn die Lufteinlassströmung geändert wird, wodurch der charakteristische Wert beeinträchtigt wird.

Um somit die Ist-Einspritzmenge und den charakteristischen Wert in einer Eins-zu-eins-Beziehung zu erhalten, sollte die Luftströmung in die Brennkammer gesteuert werden. Die vorstehend genannte unveröffentlichte Japanische Patentdruckschrift lehrt jedoch keine Einzelheiten einer derartigen Steuerung der Luftströmung, und somit kann es einen Fall geben, bei dem der erfasste charakteristische Wert und die Ist-Einspritzmenge keiner Eins-zu-eins-Beziehung entsprechen.

Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorstehend beschriebenen Umstände entwickelt, um eine Einspritzmengensteuergerät für eine Dieselkraftmaschine vorzusehen, das eine geeignete Lernumgebung schafft, wenn das Einspritzmengenlernen durchzuführen ist. Dadurch wird gewährleistet, dass der charakteristische Wert eine Eins-zu-eins-Beziehung mit der Ist-Einspritzmenge aufweist, wodurch ein hochgenauer Einspritzmengenlernprozess ermöglicht wird, der durchzuführen ist.

Die vorliegende Erfindung sieht ein Einspritzmengensteuergerät zum Durchführen eines Einspritzmengenlernprozesses für eine Dieselkraftmaschine mit einem EGR-System vor. Das EGR-System hat ein EGR-Ventil und führt einen Teil eines Abgases zu einem Lufteinlasskanal zurück. Der Einspritzmengenlernprozess beinhaltet einen Ein-Schuss-Einspritzbetrieb. Der Ein-Schuss-Einspritzbetrieb beinhaltet das Einspritzen einer Befehlsmenge von Kraftstoff in eine Brennkammer eines bestimmen Zylinders aus einer Vielzahl Zylinder der Dieselkraftmaschine, während ein vorbestimmter Lernzustand vorhanden ist. Die Befehlsmenge wird auf der Grundlage eines Änderungsbetrages eines Zustandes der Kraftmaschine korrigiert, der durch die Ein-Schuss-Einspritzung bewirkt wird. Darüber hinaus wird ein Öffnungsgrad des EGR-Ventils so gesteuert, dass er kleiner als eine vorbestimmte Referenz ist, nachdem die vorbestimmte Lernbedingung eingerichtet wurde und bevor die Ein-Schuss-Einspritzung durchgeführt wird.

Bei dem vorstehend beschriebenen Einspritzmengensteuergerät wird der Ein-Schuss-Einspritzbetrieb nicht durchgeführt, bis zumindest der Öffnungsgrad des EGR-Ventiles so gesteuert ist, dass er kleiner ist als die vorbestimmte Referenz. Somit kann eine in den Lufteinlasskanal rückgeführte Abgasmenge (das heißt ein EGR-Gas) während des Einspritzmengenlernprozesses reduziert werden. Dies stabilisiert die Zusammensetzung der in die Brennkammer der Dieselkraftmaschine eingeführten Einlassluft. Folglich kann der Einfluss des EGR-Gases auf den Änderungsbetrag des Zustandes der Kraftmaschine reduziert werden, der durch den Ein-Schuss-Einspritzbetrieb hervorgerufen wird. Dies ermöglicht, dass der erfasste Wert einer Charakteristik, nämlich der Änderungsbetrag des Zustandes der Dieselkraftmaschine, der Ist-Einspritzmenge in einer Eins-zu-eins-Beziehung entspricht.

Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Einspritzmengensteuergerät zum Durchführen eines Einspritzmengenlernprozesses mit einer Dieselkraftmaschine vorgesehen, das eine Dieseldrossel in einem Lufteinlasskanal aufweist. Der Einspritzmengenlernprozess beinhaltet einen Ein-Schuss-Einspritzbetrieb. Der Ein-Schuss-Einspritzbetrieb beinhaltet das Einspritzen einer Befehlsmenge von Kraftstoff in eine Brennkammer eines bestimmten Zylinders von einer Vielzahl Zylinder der Dieselkraftmaschine, während eine vorbestimmte Lernbedingung vorhanden ist. Die Befehlsmenge wird auf der Grundlage eines Änderungsbetrages eines Zustandes der Kraftmaschine korrigiert, der durch den Ein-Schuss-Einspritzbetrieb hervorgerufen wird. Darüber hinaus wird ein Öffnungsgrad der Dieseldrossel so gesteuert, dass er größer ist als eine vorbestimmte Referenz, nachdem die vorbestimmte Lernbedingung eingerichtet wurde, und bevor der Ein-Schuss-Einspritzbetrieb durchgeführt wird.

Bei dem vorstehen beschriebenen Einspritzmengensteuergerät wird der Ein-Schuss-Einspritzbetrieb nicht durchgeführt, bis zumindest der Öffnungsgrad der Dieseldrossel so gesteuert ist, dass er größer ist als die vorbestimmte Referenz. Somit kann eine ausreichende Luftmenge für vollständige Verbrennung des bei dem Ein-Schuss-Einspritzbetriebes eingespritzten Kraftstoffes gewährleistet werden. Darüber hinaus kann der Pumpenverlust während des Einspritzmengenlernprozesses reduziert werden. Folglich kann der erfasste Wert einer Charakteristik, nämlich der Änderungsbetrag des Zustandes der Dieselkraftmaschine, der Ist-Einspritzmenge in einer Eins-zu-eins-Beziehung entsprechen.

Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Einspritzmengensteuergerät vorgesehen, das den Einspritzmengenlernprozess für eine Dieselkraftmaschine mit einem variablen Turbolader implementiert, der die Einlassluft unter Verwendung einer Energie des Abgases verdichtet. Der Einspritzmengenlernprozess beinhaltet einen Ein-Schuss-Einspritzbetrieb. Der Ein-Schuss-Einspritzbetrieb beinhaltet das Einspritzen einer Befehlsmenge von Kraftstoff in eine Brennkammer eines bestimmten Zylinders aus einer Vielzahl Zylinder der Dieselkraftmaschine, während eine vorbestimmte Lernbedingung vorhanden ist. Die Befehlsmenge wird auf der Grundlage eines Änderungsbetrages eines Zustandes der Kraftmaschine korrigiert, der durch den Ein-Schuss-Einspritzbetrieb hervorgerufen wird. Darüber hinaus wird ein Öffnungsgrad des variablen Turboladers so gesteuert, dass er größer ist als eine vorbestimmte Referenz, um einen Ladedruck zu verringern, nachdem die vorbestimmte Lernbedingung eingerichtet wurde und bevor der Ein-Schuss-Einspritzbetrieb durchgeführt wird.

Bei dem vorstehend beschriebenen Einspritzmengensteuergerät wird der Ein-Schuss-Einspritzbetrieb nicht durchgeführt, bis zumindest der Öffnungsgrad des variablen Turboladers so gesteuert ist, dass er größer ist als die vorbestimmte Referenz. Dies verringert den Ladedruck verglichen mit dem Fall, wenn der Öffnungsgrad mit der vorbestimmten Referenz übereinstimmt. Daher wird ein Pumpenverlust, der mit den Emissionen des Abgases aus dem Zylinder verknüpft ist, während des Einspritzmengenlernprozesses reduziert. Dies ermöglicht, dass der erfasste Wert einer Charakteristik, nämlich der Änderungsbetrag des Zustandes der Dieselkraftmaschine, der Ist-Einspritzmenge in einer Eins-zu-eins-Beziehung entspricht.

Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Einspritzmengensteuergerät vorgesehen, das einen Einspritzmengenlernprozess für eine Dieselkraftmaschine implementiert, das zumindest ein EGR-System, das ein EGR-Ventil aufweist und einen Teil eines Abgases in einen Lufteinlasskanal rückführt, eine Dieseldrossel zum Regulieren einer Lufteinlassströmung oder einen variablen Turbolader aufweist, der die Einlassluft unter Verwendung von Energie des Abgases verdichtet. Der Einspritzmengenlernprozess beinhaltet einen Ein-Schuss-Einspritzbetrieb. Der Ein-Schuss-Einspritzbetrieb spritzt eine Befehlsmenge von Kraftstoff in eine Brennkammer für einen bestimmten Zylinder aus einer Vielzahl Zylinder der Dieselkraftmaschine ein, während eine vorbestimmte Lernbedingung eingerichtet ist. Der Prozess korrigiert den Befehlswert auf der Grundlage eines Änderungsbetrages eines Zustandes bezüglich der Kraftmaschine, der durch den Ein-Schuss-Einspritzbetrieb hervorgerufen wird. Zumindest einer der folgenden Betriebe wird durchgeführt, nachdem die vorbestimmte Lernbedingung eingerichtet wurde und bevor der Ein-Schuss-Einspritzbetriebe durchgeführt wird: ein Öffnungsgrad des EGR-Ventiles wird so gesteuert, dass er kleiner ist als eine vorbestimmte Referenz; ein Öffnungsgrad der Dieseldrossel wird so gesteuert, dass er kleiner ist als eine vorbestimmte Referenz; und ein Öffnungsgrad des variablen Turboladers wird so gesteuert, dass er größer ist als eine vorbestimmte Referenz, um einen Ladedruck zu verringern.

Bei dem vorstehend beschriebenen Einspritzsteuergerät wird der Ein-Schuss-Einspritzbetrieb nicht durchgeführt, bis zumindest einer der folgenden Betriebe durchgeführt wird: der Öffnungsgrad des EGR-Ventils wird so gesteuert, dass er kleiner ist als die vorbestimmte Referenz; der Öffnungsgrad der Dieseldrossel wird so gesteuert, dass er größer ist als die vorbestimmte Referenz; und der Öffnungsgrad des variablen Turboladers wird so gesteuert, dass er größer ist als die vorbestimmte Referenz. Somit kann zumindest eine der folgenden Wirkungen erreicht werden: Der Einfluss der EGR-Gases auf den Änderungsbetrag des Zustandes bezüglich der Kraftmaschine kann reduziert werden, der durch den Ein-Schuss-Einspritzbetrieb hervorgerufen wird; eine ausreichende Luftmenge für die vollständige Verbrennung des durch den Ein-Schuss-Einspritzbetriebes eingespritzten Kraftstoffes kann gewährleistet werden, während ein Einfluss eines Pumpenverlustes reduziert wird; und der Pumpenverlust wird reduziert, der mit den Emissionen des Abgases aus dem Zylinder verknüpft ist. Folglich kann der erfasste Wert einer Charakteristik, nämlich der Änderungsbetrag des Zustandes der Dieselkraftmaschine, der Ist-Einspritzmenge in einer Eins-zu-eins-Beziehung entsprechen.

Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der Ein-Schuss-Einspritzbetrieb durchgeführt, nachdem das EGR-Ventil vollständig geschlossen wurde. Dies unterbricht die Strömung des EGR-Gases zurück in den Lufteinlasskanal, wodurch der Einfluss des EGR-Gases auf den Änderungsbetrag des Zustandes vollständig beseitigt wird, der durch den Ein-Schuss-Einspritzbetrieb hervorgerufen wird. Folglich kann ein hochgenauer Einspritzmengenlernprozess durchgeführt werden.

Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der Ein-Schuss-Einspritzbetrieb durchgeführt, nachdem die Dieseldrossel vollständig geöffnet wurde. Dies gewährleistet eine ausreichende Luftmenge für die vollständig Verbrennung des Kraftstoffes, während der Einfluss des Pumpenverlustes reduziert wird. Folglich kann ein hochgenauer Einspritzmengenlernprozess durchgeführt werden.

Bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der Ein-Schuss-Einspritzbetrieb durchgeführt, nachdem der variable Turbolader vollständig geöffnet wurde, um so den Ladedruck zu verringern. Dies reduziert den Pumpenverlust, der mit den Emissionen des Abgases aus dem Zylinder verknüpft ist. Folglich kann ein hochgenauer Einspritzmengenlernprozess durchgeführt werden.

Bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Differenz zwischen einem Ist-Wert des Änderungsbetrages des Zustandes, der durch den Ein-Schuss-Einspritzbetrieb hervorgerufen wird, und eines Nenn-Wertes des Änderungsbetrages des Zustandes für die Befehlsmenge erhalten, der durch den Ein-Schuss-Einspritzbetrieb hervorgerufen wird. Dies wird dadurch erreicht, dass eine Beziehung zwischen Befehlsmengen und entsprechenden Änderungsbeträgen des Zustandes graphisch dargestellt werden, und dass die graphische Darstellung gespeichert wird. Darüber hinaus wird eine Differenz zwischen den Ist-Werten und den Nenn-Werten des Änderungsbetrages des Zustandes berechnet. Der Ist-Wert beruht auf dem Änderungsbetrag des Zustandes, der durch den Ein-Schuss-Einspritzbetrieb hervorgerufen wird, und der Nenn-Wert ist aus der vorstehend genannten graphischen Darstellung bekannt. Die Befehlsmenge für den Ein-Schuss-Einspritzbetrieb wird gemäß der Differenz korrigiert.

Bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der Ist-Wert der Einspritzmenge bei dem Ein-Schuss-Einspritzbetrieb auf der Grundlage des Änderungsbetrages des Zustandes berechnet, der durch den Ein-Schuss-Einspritzbetrieb hervorgerufen wird. Die Befehlsmenge für den Ein-Schuss-Einspritzbetrieb gemäß einer Differenz zwischen dem berechneten Ist-Wert und der Befehlsmenge hinsichtlich des durchgeführten Ein-Schuss-Einspritzbetriebes korrigiert.

Bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine erste Einspritzpulsbreite entsprechend dem Ist-Wert der Einspritzmenge bei dem Ein-Schuss-Einspritzbetrieb mit einer zweiten Einspritzpulsbreite entsprechend der Befehlsmenge verglichen. Der Befehlswert wird gemäß einer Differenz zwischen der ersten und der zweiten Pulsbreite korrigiert.

Bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung hat die vorbestimmte Lernbedingung zumindest einen Nicht-Einspritzzustand, wobei die Befehlsmenge nicht größer als Null ist, die der Einspritzvorrichtung zugeführt wird. Durch diese Einrichtung kann der Änderungsbetrag des Zustandes, der durch den Ein-Schuss-Einspritzbetrieb hervorgerufen wird, genau erfasst werden, wodurch ein hochgenauer Einspritzmengenlernprozess ermöglicht wird.

Der Nicht-Einspritzzustand, bei dem die der Einspritzvorrichtung zugeführte Befehlsmenge nicht größer als Null ist, kann ein Zustand sein, bei dem eine Kraftstoffzufuhr zu der Brennkammer unterbrochen ist, nämlich während eines Gangswechsels und einer Verzögerung des Fahrzeuges als Beispiel.

Bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Änderungsbetrag des Zustandes der Kraftmaschine, der durch den Ein-Schuss-Einspritzbetrieb hervorgerufen wird, eine Änderung der Kraftmaschinendrehzahl, eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses oder eines Druckes im dem Zylinder sein.

Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ebenso wie die Betriebsweisen und die Funktion der dazugehörigen Bauteile aus der folgenden detaillierten Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und den Zeichnungen ersichtlich, die allesamt Bestandteil dieser Anmeldung sind. Zu den Zeichnungen:
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Steuersystems für eine Dieselkraftmaschine gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt ein Flussdiagramm eines Einspritzmengenlernprozesses, der durch das Steuersystem gemäß der 1 ausgeführt wird;
3 zeigt eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen einer EGR-Ventilposition und einer Kraftmaschinencharakteristik;
4 zeigt eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen einer Dieseldrosselposition und einer Lufteinlassströmung und eine Beziehung zwischen einer Dieseldrosselposition und einer Kraftmaschinencharakteristik;
5 zeigt eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen einer variablen Turboladerposition und einer Kraftmaschinencharakteristik;
6 zeigt ein Flussdiagramm eines Prozesses zum Erfassen eines Wertes der Kraftmaschinencharakteristika gemäß den 3 bis 5;
7 zeigt eine beschreibende Ansicht des Einspritzmengenlernprozesses gemäß der 2;
8 zeigt eine beschreibende Ansicht eines Erfassungszeitgebungsprozesses der Kraftmaschinencharakteristika gemäß den 3 bis 5;
9 zeigt eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen einer Kraftmaschinendrehzahlerhöhung und einer Kraftmaschinendrehzahl während des Einspritzmengenlernprozesses gemäß der 2; und
10 zeigt eine beschreibende Ansicht eines Kraftmaschinendrehzahlgewinnungsprozesses des Einspritzmengenlernprozesses gemäß der 2.
Die 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Steuersystems für eine Dieselkraftmaschine 1 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung. Die Dieselkraftmaschine 1 verwendet ein Akkumulator-Einspritzsystem, wobei Kraftstoff mit hohem Druck in einer Common-Rail (nicht gezeigt) gesammelt und in einer Vielzahl Brennkammern 3 eingespritzt wird, die mit einer Vielzahl Zylinder verknüpft sind.
Wie dies in den 1 gezeigt ist, sind bei einem Luftströmungssystem der Kraftmaschine 1 ein EGR-System zum Rückführen eines Teiles eines Abgases in einen Lufteinlasskanal 4, ein variabler Turbolader 5, dessen Öffnung oder Begrenzung der Düse variabel ist, und eine Dieseldrossel 6 vorgesehen, die die Lufteinlassströmung regulieren kann.
Das EGR-System ist so aufgebaut, dass ein EGR-Ventil 9 in einem EGR-Kanal 8 vorgesehen ist, um einen Abgaskanal 7 mit dem Lufteinlasskanal 4 zu verbinden. Dies reguliert die Menge des Abgases oder die EGR-Menge, die in den Lufteinlasskanal 4 durch den EGR-Kanal 8 gemäß der Öffnung des EGR-Ventils 9 rückgeführt wird.
In dem EGR-Kanal 8 ist außerdem ein Kühlsystem 10 vorgesehen, das das durch den EGR-Kanal 8 strömende Abgas (EGR-Gas) kühlt. Das Kühlsystem 10 kann zum Beispiel einen Wärmetauscher aufweisen, der Kühlwasser verwendet. Durch dieses Kühlsystem 10 wird das durch Wärme ausgedehnte EGR-Gas in einen dichten Zustand verdichtet. Das dichte EGR-Gas wird dann in den Lufteinlasskanal 4 rückgeführt.
Der variable Turbolader 5 hat eine Abgasturbine 5a, die in dem Abgaskanal 7 angeordnet ist, und einen Verdichter 5b, der in den Lufteinlasskanal 4 angeordnet ist. Wenn die Abgasturbine 5a durch die Energie des Abgases angetrieben wird, dann wird der Verdichter 5b, der koaxial mit der Abgasturbine 5a verbunden ist, so angetrieben, dass er die der Kraftmaschine 1 zugeführte Einlassluft verdichtet.
Die Dieseldrossel 6 ist zwischen einem Verbindungspunkt, bei dem der EGR-Kanal 8 mit dem Lufteinlasskanal 4 verbunden ist, und dem Verdichter 5b angeordnet. Die Dieseldrossel 6 reguliert die Lufteinlassströmung in die Kraftmaschine 1 in Abhängigkeit von ihrer Ventilöffnung oder Ventilposition.
Ein Unterdruckaktuator oder ein Elektromotor treibt die Dieseldrossel 6 beziehungsweise das EGR-Ventil 9 an. Eine ECU 11 reguliert die Positionen der Dieseldrossel 6 und des EGR-Ventils 9. Diese Bauteile bilden ein Einspritzmengensteuergerät.
Eine Luftdurchsatzmessvorrichtung 12 ist in dem Lufteinlasskanal 4 angeordnet. Die Luftdurchsatzmessvorrichtung 12 soll die Einlassluftströmung messen, die stromaufwärts von dem Verdichter 5b vorhanden ist. Ein Einlassdrucksensor 13 und ein Einlasstemperatursensor 14 zum Erfassen des Druckes beziehungsweise der Temperatur der Einlassluft sind stromabwärts von dem Verdichter 5b vorgesehen.
In dem Abgaskanal 7 ist eine Katalysatoreinheit 15 zum Reinigen des Abgases stromabwärts von der Abgasturbine 5a vorgesehen.
Die ECU 11 führt einen Einspritzmengenlernprozess durch, wie dies nachfolgend beschrieben wird. Der Prozess ermöglicht es der ECU 11, die Genauigkeit beim Einspritzen einer kleinen Kraftstoffmenge während eines Voreinspritzbetriebes vor einem Haupteinspritzbetrieb zu verbessern.
Der Einspritzmengenlernprozess erfasst eine Differenz zwischen einer Befehlsmenge für die Voreinspritzung und einer Menge, die tatsächlich aus einer Einspritzvorrichtung 2 eingespritzt wird (nachfolgend als eine „Ist-Einspritzmenge" bezeichnet), und zwar gemäß der Befehlsmenge. Darüber hinaus wird die Befehlsmenge in Abhängigkeit von der Differenz korrigiert.
Unter Bezugnahme auf die 2 wird der Einspritzmengenlernprozess beschrieben.
Schritt 10: Die ECU 11 bestimmt, ob ein vorbestimmter Zustand zum Implementieren des Einspritzmengenlernprozesses eingerichtet ist oder nicht. Zum Beispiel ist ein vorbestimmter Zustand während eines Nicht-Einspritzzustandes eingerichtet, oder wenn ein vorbestimmter Common-Rail-Druck aufrechterhalten wird. Ein Nicht-Einspritzzustand kann dann sein, wenn die der Einspritzvorrichtung 2 zugeführte Befehlsmenge nicht größer als Null ist (zum Beispiel während eines Gangswechsels oder einer Verzögerung des Fahrzeuges). Wenn eine positive Bestimmung (JA) bei dem Schritt 10 erhalten wird, dann schreitet die ECU 11 zu einem Schritt 20 weiter. Andererseits beendet die ECU 11 den Prozess, wenn eine negative Bestimmung (NEIN) bei dem Schritt 10 erhalten wird.
Schritt 20: Die ECU 11 steuert jeweils eine Position des EGR-Ventils 9, der Dieseldrossel 6 und des variablen Turboladers 5. Der Inhalt der Steuerung wird nachfolgend in weiteren Einzelheiten beschrieben.
Falls das EGR-Ventil 9 während des Einspritzmengenlernprozesses geöffnet ist, dann wird EGR-Gas in den Zylinder eingeführt, das ein Edelgas enthält. Dieses beeinträchtigt den Verbrennungszustand. Wenn sich eine EGR-Rate bei einer Vergrößerung der Öffnung des EGR-Ventils erhöht, dann hat folglich der erfasste Wert der Charakteristik wie zum Beispiel eine Änderung der Kraftmaschinendrehzahl eine Tendenz zur Verringerung, wie dies in der 3 gezeigt ist.
Während des Einspritzmengenlernprozesses positioniert die ECU 11 somit das EGR-Ventil 9 geringfügig geöffnet. Dieses unterstützt das Beseitigen oder Reduzieren des Einflusses des EGR-Gases. Da diesbezüglich jedoch der Einspritzmengenlernprozess durchgeführt wird, während der Nicht-Einspritzzustand eingerichtet ist, wird ein Teil des Edelgases in dem EGR-Gas so gering, dass der Einfluss des EGR-Gases nicht notwendigerweise gesehen werden kann. Auch wenn es nicht ideal ist, dass das EGR-Ventil 9 vollständig geschlossen ist, so ist daher nicht wesentlich. Es reicht aus, dass die Position des EGR-Ventils 9 so gesteuert wird, dass es geöffnet ist, aber ausschließlich zu jenem Grad geöffnet ist, der kleiner ist als eine vorbestimmte Referenzöffnung A, wie dies in der 3 gezeigt ist. Die vorbestimmte Referenz A kann in Abhängigkeit von einer Sauerstoffkonzentration des EGR-Gases und der EGR-Rate festgelegt werden.
Wenn die Öffnung der Dieseldrossel 6 relativ klein oder nahezu geschlossen ist, während der Einspritzmengenlernprozess implementiert wird, dann kann eine ausreichende Luftmenge für die vollständige Verbrennung des in die Brennkammer 9 eingespritzten Kraftstoffes nicht gewährleistet werden. Dies resultiert zu einem geringeren erfassten charakteristischen Wert verglichen mit einem Fall einer vollständigen Verbrennung, wie dies in der 4 gezeigt ist. Wenn zusätzlich die Öffnung der Dieseldrossel 6 relativ klein ist, dann erhöht sich ein Pumpenverlust aufgrund einer Erhöhung des Einlasswiderstandes. Dies verringert auch den erfassten charakteristischen Wert. Somit steuert die ECU 11 zum Gewährleisten einer vorgeschriebenen oder ausreichenden Luftmenge für die vollständige Verbrennung des für den Lernprozess eingespritzten Kraftstoffes den Öffnungsgrad der Dieseldrossel 6 derart, dass er größer ist als eine vorbestimmte Referenz B, wie dies in der 4 gezeigt ist. Dies beinhaltet die vollständig geöffnete Dieseldrossel 6. Die Referenz B ist so bestimmt, dass sie eine vorgeschriebene Luftmenge gewährleistet und sich in Abhängigkeit von der Kraftmaschinendrehzahl ändert.
Wenn der variable Turbolader 5 während des Einspritzmengenlernprozesses nahezu geschlossen ist, dann ist der Pumpenverlust erhöht, der mit den Emissionen des Verbrennungsgases aus dem Zylinder verknüpft ist, und der erfasste charakteristische Wert ist abgesenkt, wie dies in der 5 gezeigt ist. Um die Erhöhung des Pumpenverlustes zu reduzieren, steuert die ECU 11 somit die Öffnung des variablen Turboladers 5 derart, dass sie sich vergrößert. Auch wenn dies ideal ist, dass der variable Turbolader 5 vollständig geöffnet ist, ist dieses nicht wesentlich. Es reicht aus, dass die Öffnung größer ist als die vorbestimmte Referenz C, wie dies in der 5 gezeigt ist. Bei der Öffnung innerhalb dieses Bereiches kann der Einfluss des Pumpenverlustes beseitigt werden.
Zurück zur 2.
Schritt 30: Die ECU 11 leitet die Einspritzung für den Lernprozess (nachfolgend als „Ein-Schuss-Einspritzung" bezeichnet), die für einen bestimmten Zylinder aus einer Vielzahl Zylinder der Kraftmaschine 1 durchzuführen ist. Es ist die 7(a) zu betrachten, die nachfolgend in weiteren Einzelheiten beschrieben wird. Die Kraftstoffmenge, die während dieses Ein-Schuss-Einspritzbetriebes eingespritzt wird, entspricht einer Voreinspritzmenge.
Schritt 40: Die ECU 11 erfasst den Änderungsbetrag des Zustandes der Kraftmaschine 1, der durch den Ein-Schuss-Einspritzbetrieb hervorgerufen wird. Dies ist der charakteristische Wert, der mit der Einspritzmenge korreliert, wie zum Beispiel eine Änderung der Kraftmaschinendrehzahl. Das Verfahren zum Erfassen des charakteristischen Wertes wird unter Bezugnahme auf die 6 im Weiteren detaillierter beschrieben.
Schritt 50: Die ECU 11 bestimmt, ob die Verarbeitung bis zu der Erfassung des charakteristischen Wertes bei dem beabsichtigten Zustand durchgeführt wurde oder nicht (das heißt der Zustand, der hinsichtlich des Schrittes 10 beschrieben ist). Bei dem Schritt 50 bestimmt die ECU 11 nämlich, ob der bei dem Schritt 10 angegebene Lernzustand während der Erfassung des charakteristischen Wertes aufrechterhalten wurde oder nicht, ohne das die Einspritzung wieder aufgenommen wird, und ohne eine Änderung des Common-Rail-Druckes. Wenn bei dem Schritt 50 eine positive Bestimmung (JA) erhalten wird, dann schreitet die ECU 11 zu einen Schritt 16. Wenn andererseits eine negative Bestimmung (NEIN) bei dem Schritt 50 erhalten wird, dann schreitet die ECU 11 zu einen Schritt 70.
Schritt 60: Die ECU 11 speichert den bei dem Schritt 40 erfassten charakteristischen Wert in einen Speicher.
Schritt 70: Die ECU 11 verwirft den bei dem Schritt 40 erfassten charakteristischen Wert.
Schritt 80: Auf der Grundlage des auf den Schritt 60 gespeicherten charakteristischen Wertes berechnet die ECU 11 einen Korrekturbetrag, der nachfolgend in weiteren Einzelheiten beschrieben wird.
Schritt 90: Die ECU 11 korrigiert die Befehlsmenge auf der Grundlage des bei dem Schritt 80 berechneten Korrekturbetrags.
Die ECU 11 kann die Berechnung für den Korrekturbetrag bei dem Schritt 80 in einer der folgenden Art und Weisen durchführen:

1) Zunächst berechnet die ECU 11 einen charakteristischen Nenn-Wert (zum Beispiel eine Nenn-Änderung der Kraftmaschinendrehzahl) auf der Grundlage der Befehlmenge des Ein-Schuss-Einspritzbetriebes. Die ECU 11 korrigiert dann die Befehlsmenge auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem Nenn-Wert und dem erfassten Ist-Wert des charakteristischen Wertes.
2) Zunächst berechnet die ECU 11 die Kraftstoffmenge, die während des Ein-Schuss-Einspritzbetriebes eingespritzt wird (das heißt die Ist-Einspritzmenge) auf der Grundlage des erfassten charakteristischen Ist-Wertes. Die ECU 11 korrigiert dann die Befehlsmenge auf der Grundlage einer Differenz zwischen der Ist-Menge und der Befehlsmenge.
3) Zunächst vergleicht die ECU 11 eine erste Einspritzpulsbreite entsprechend dem Ist-Wert der Einspritzmenge mit einer zweiten Einspritzpulsbreite entsprechend der Befehlsmenge. Die ECU 11 korrigiert dann die Befehlsmenge auf der Grundlage einer Differenz zwischen der ersten und der zweiten Einspritzpulsbreite.

Unter Bezugnahme auf die 6 wird das Verfahren zum Erfassen des charakteristischen Wertes bei dem Schritt 40 beschrieben.
Schritt 41: Die ECU 11 nimmt ein Abgabesignal von einem Drehzahlsensor 16 auf und erfasst eine Kraftmaschinendrehzahl ω.
Bei der Kraftmaschine 1 mit vier Zylindern wird die Kraftmaschinendrehzahl ω viermal erfasst, nämlich einmal pro Zylinder während zwei Umdrehungen einer Kurbelwelle (das heißt 720° CA). Die ECU 11 speichert die Daten in zeitlichen Serien ω1(i), ω2(i), ω3(i), ω4(i), ω1(i + 1), ω2(i + 1) ..., wobei die Zahlen 1–4 nach der erfassten Kraftmaschinendrehzahl ω die Zylinderzahl angeben. Es ist die 7(b) zu betrachten.
Die ECU 11 erfasst die Kraftmaschinendrehzahl ω unmittelbar vor dem Einspritzen des Kraftstoffes aus der Einspritzvorrichtung 2 (das heißt eine Zeitperiode, die in der 8 gezeigt ist). Eine Zündverzögerungsperiode, die durch das Bezugszeichen b in der 8 identifiziert ist, tritt zwischen dem Zeitpunkt des Endes der Einspritzzeitgebung und dem Moment auf, bei dem der Kraftstoff gezündet wird. Zusätzlich wird dies durch eine Verbrennungsperiode gefolgt, die durch das Bezugszeichen c in der 8 identifiziert ist, während der die tatsächliche Verbrennung auftritt. Die Verbrennungsperiode c wird durch eine Kraftmaschinendrehzahlerfassungsperiode gefolgt, die durch das Bezugszeichen d in der 8 identifiziert ist, während der die ECU 11 die Kraftmaschinendrehzahl ω erfasst. Dementsprechend erfasst die ECU 11 eine hochgenaue Änderung der Kraftmaschinendrehzahl aufgrund des Ein-Schuss-Einspritzbetriebes.
Schritt 42: Die ECU 11 berechnet eine Kraftmaschinendrehzahländerung Δω für jeden Zylinder. Zum Beispiel ist für einen dritten Zylinder eine Kraftmaschinendrehzahländerung Δω3 als die Differenz zwischen der Kraftmaschinendrehzahl Δω3(i) und einer Kraftmaschinendrehzahl Δω3(i + 1) definiert, wie dies in der 7(c) gezeigt ist. Die Kraftmaschinendrehzahländerung Δω verringert sich monoton, wenn keine Einspritzungen durchgeführt werden, wie dies in der 7(c) gezeigt ist. Andererseits erhöht sich die Kraftmaschinendrehzahl Δω einmal pro Zylinder, unmittelbar nachdem ein Ein-Schuss-Einspritzbetrieb durchgeführt wurde. Die 7 zeigt einen Fall, bei dem der Ein-Schuss-Einspritzbetrieb für einen vierten Zylinder durchgeführt wird.
Schritt 43: Die ECU 11 berechnet einen Drehzahlerhöhungsbetrag ε aufgrund des Ein-Schuss-Einspritzbetriebes für jeden der vier Zylinder. Die ECU 11 bestimmt dann einen Durchschnitt εx der vierten berechneten Werte, der als der charakteristische Wert definiert wird. Der Drehzahlerhöhungsbetrag ε ist als die Differenz zwischen der Kraftmaschinendrehzahländerung Δω, die dann erhalten wird, falls der Ein-Schuss-Einspritzbetrieb nicht durchgeführt wurde (das heißt ein geschätzter Wert der Kraftmaschinendrehzahländerung), und der Kraftmaschinendrehzahl Δω definiert, die bei dem Schritt 42 erhalten wird. Die Kraftmaschinendrehzahländerung Δω, die dann erhalten wird, falls der Ein-Schuss-Einspritzbetrieb nicht durchgeführt wurde, kann in einfacher Weise geschätzt werden. Eine Art und Weise zum Schätzen von dieser beruht auf der Kraftmaschinendrehzahländerung Δω, bevor der Ein-Schuss-Einspritzbetrieb durchgeführt wurde. Eine andere Schätzung beruht auf den Kraftmaschinendrehzahländerungen Δω vor und nach dem Erhöhen der Kraftmaschinendrehzahl. Diese einfachen Schätzungen sind möglich, da sich die Kraftmaschinendrehzahländerung Δω monoton verringert, wenn keine Einspritzungen durchgeführt werden, wie dies vorstehend beschrieben ist.
Beim Berechnen des Korrekturbetrages bei dem Schritt 80 schätzt die ECU 11 die Ist-Einspritzmenge. Diese Ist-Einspritzmenge beruht auf einem Drehmomentenwert, der durch die Kraftmaschine erzeugt wird. Die ECU 11 berechnet zunächst einen Betrag Tp, der proportional zu dem durch die Kraftmaschine 1 erzeugten Drehmoment ist, in dem der Durchschnittswert εx der vier Drehzahlerhöhungsbeträge ε, die bei dem Schritt 43 berechnet sind, mit der Kraftmaschinendrehzahl ω0 im Zeitraum des Ein-Schuss-Einspritzbetriebes multipliziert wird. Dann berechnet die ECU 11 das erzeugte Drehmoment auf der Grundlage des Betrages Tp, der proportional zu dem Drehmoment ist. Schließlich schätzt die ECU 11 die Ist-Einspritzmenge aus diesem berechneten gefolgten Drehmoment. Alternativ kann die ECU 11 die Ist-Einspritzmenge aus einer vorbestimmten Beziehung zwischen dem Durchschnittswert εx der vier Drehzahlerhöhungsbeträge ε und der Kraftmaschinendrehzahl ω0 im Zeitraum des Ein-Schuss-Einspritzbetriebes schätzen. Die 9 zeigt eine graphische Darstellung dieser Schätzung für jede Einspritzmenge. Daher kann die Schätzung aus der graphischen Darstellung erhalten werden.
Wirkungen des Ausführungsbeispieles
Dementsprechend erzeugt das gegenwärtige Ausführungsbeispiel eine angemessene Lernumgebung durch Steuern der Öffnung des EGR-Ventils 9, der Dieseldrossel 6 und des variablen Turboladers 5, bevor der Einspritzmengenlernprozess durchgeführt wird.
Insbesondere steuert die ECU 11 die Öffnung des EGR-Ventils 9, so dass sie kleiner ist als die vorbestimmte Referenz A, wie dies in der 3 gezeigt ist. Zum Beispiel wird das EGR-Ventil 9 innerhalb eines spezifischen Bereiches positioniert, um den Einfluss des Edelgases zu beseitigen, das in dem EGR-Gas enthalten ist. Darüber hinaus steuert die ECU 11 die Öffnung der Dieseldrossel 6, so dass sie größer ist als die vorbestimmte Referenz B, wie dies in der 4 gezeigt ist. Zum Beispiel wird die Dieseldrossel 6 innerhalb eines spezifischen Bereiches positioniert, um eine ausreichende Luftmenge für die vollständige Verbrennung des Kraftstoffes zu gewährleisten, der durch den Ein-Schuss-Einspritzbetrieb eingespritzt wird. Des Weiteren steuert die ECU 11 die Öffnung des variablen Turboladers derart, dass sie größer ist die vorbestimmte Referenz C, wie dies in der 5 gezeigt ist. Zum Beispiel wird der variable Turbolader 5 innerhalb eines spezifischen Bereiches positioniert, um den Einfluss des Pumpenverlustes zu beseitigen.
Durch diese Einrichtung können die in die Brennkammer 3 des Zylinders eingeführte Luftmenge und die Zusammensetzung der Luft dadurch stabilisiert werden, dass jene Faktoren beseitigt werden, die den charakteristischen Wert beeinträchtigen. Infolgedessen kann der Ein-Schuss-Einspritzbetrieb bei einem stabilen Lernzustand implementiert werden (das heißt innerhalb der Lernbereiche, die in den 3 bis 5 gezeigt sind), und zwar mit einer Eins-zu-eins-Beziehung zwischen dem erfassten charakteristischen Wert und der Ist-Einspritzmenge. Somit kann ein hochgenauer Einspritzmengenlernprozess durchgeführt werden.
Abwandlung des Ausführungsbeispieles
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Kraftmaschinendrehzahländerung als der charakteristische Wert erfasst. Jedoch können andere Größen wie zum Beispiel das Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder der Zylinderdruck als der charakteristische Wert erfasst werden.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, kann darüber hinaus der Drehzahlerhöhungsbetrag ε in einer der beiden Arten und Weisen berechnet werden. Zunächst wird die Kraftmaschinendrehzahländerung Δω erhalten, wenn keine Ein-Schuss-Einspritzung durchgeführt wird, und es wird die Kraftmaschinendrehzahländerung Δω bei dem Schritt 42 berechnet, die aus dem Ein-Schuss-Einspritzbetrieb resultiert. Als zweites kann der Drehzahlerhöhungsbetrag ε bei dem Schritt 43 als die Differenz zwischen der geschätzten Kraftmaschinendrehzahländerung Δω und der Kraftmaschinendrehzahländerung Δω berechnet werden, die bei dem Schritt 42 berechnet wird und aus dem Ein-Schuss-Einspritzbetrieb resultiert. Darüber hinaus kann eine dritte Bestimmung des Drehzahlerhöhungsbetrages ε folgendermaßen berechnet werden:
Der Drehzahlerhöhungsbetrag ε kann als eine Differenz zwischen einer erhöhten Kraftmaschinendrehzahl ω aufgrund des Ein-Schuss-Einspritzbetriebes und einer reduzierten Kraftmaschinendrehzahl ω aufgrund des Fehlens des Ein-Schuss-Einspritzbetriebes berechnet werden. Zum Beispiel wird die erhöhte Kraftmaschinendrehzahl ω durch die Ein-Schuss-Einspritzung bei einem Zeitpunkt A erhalten, wie dies in der 10 gezeigt ist. Der Wert durch den Drehzahlsensor 16 bei einem Zeitpunkt B1 in der 10 erfasst. Die reduzierte Kraftmaschinendrehzahl ω wird bei einem Zeitpunkt B2 erhalten, wenn kein Ein-Schuss-Einspritzbetrieb durchgeführt wird. B2 entspricht dem Zeitpunkt B1. Daher kann die Erhöhung von dem Zeitpunkt B2 bis zu dem Zeitpunkt B1, die in der 10 gezeigt sind, als der Drehzahlerhöhungsbetrag ε berechnet werden.
Die reduzierte Kraftmaschinendrehzahl ω, die dann erhalten wird, wenn kein Ein-Schuss-Einspritzbetrieb durchgeführt wird, wird in einfacher Art und Weise geschätzt. Dies kann auf der Kraftmaschinendrehzahl ω vor dem Ein-Schuss-Einspritzbetrieb oder auf den Kraftmaschinendrehzahländerungen Δω vor und nach der Erhöhung der Kraftmaschinendrehzahl beruhen. Insbesondere auf die Änderung Δω vor dem Zeitpunkt C und der Änderung Δω nach dem Zeitpunkt D in der 7.
Auch wenn der Einspritzmengenlernprozess der vorliegenden Erfindung so beschrieben ist, dass er auf einen Voreinspritzbetrieb anwendbar ist, so ist das Prinzip der Erfindung auch auf einen Einspritzmengenlernprozess für andere Einspritzbetriebe anwendbar. Zum Beispiel kann der Einspritzmengenlernprozess auf einen regulären Einspritzbetrieb angewendet werden (bei dem eine Einspritzung einmal während eines Verbrennungshubes eines Zylinders durchgeführt wird), und zwar ohne einer Voreinspritzung, auf einen Haupteinspritzbetrieb, der nach der Voreinspritzung auftritt, oder auf einen Nacheinspritzbetrieb, der nach einem Haupteinspritzbetrieb auftritt.
Auch wenn das vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die Kraftmaschine 1 mit einem EGR-System (oder dem EGR-Ventil 9), einer Dieseldrossel 6 und einem variablen Turbolader 5 definiert, so ist klar, dass die vorliegende Erfindung darüber hinaus auch auf eine Dieselkraftmaschine mit ausschließlich einem oder zwei Elementen von dem EGR-System, der Dieseldrossel 6 und dem variablen Turbolader 5 angewendet werden kann.
Falls die Dieselkraftmaschine ausschließlich das EGR-System aufweist, dann muss daher ausschließlich die Öffnung des EGR-Ventils 9 so gesteuert werden, dass sie kleiner ist als die vorbestimmte Referenz bei dem Schritt 20, nachdem der Lernzustand eingerichtet wurde und bevor der Ein-Schuss-Einspritzbetrieb durchgeführt wird.
Wenn das durch die Kraftmaschine 1 erzeugte Drehmoment berechnet wird, das durch den Ein-Schuss-Einspritzbetrieb hervorgerufen wird, dann kann der Betrag der Drehzahlerhöhung ε, der bei einem der Zylinder berechnet wird, anstelle des Durchschnittswertes εx der vier Drehzahlerhöhungsbeträge ε verwendet werden.
Darüber hinaus ist es klar, dass die Prinzipien der vorliegenden Erfindung gleichsam auf ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einer Verteiler-Kraftstoffeinspritzpumpe angewendet werden kann, die ein elektromagnetisches Überströmventil aufweist, wenn dies dem vorstehend beschriebenen Kraftstoffeinspritzsystem mit Common-Rail gegenüber gestellt wird.
Es sollte klar sein, dass die vorliegende Erfindung einen Zustand generiert, bei dem eine stabile Verbrennung gewährleistet wird, während eine Änderung der Kraftmaschinenlast beseitigt wird, nachdem der vorbestimmte Lernzustand eingerichtet wurde und bevor die Ein-Schuss-Einspritzung durchgeführt wird. Dies stellt sicher, dass die Ist-Einspritzmenge dem charakteristischen Wert in einer Eins-zu- eins-Beziehung entspricht, die den Einfluss des Ein-Schuss-Einspritzbetriebes zeigt. Um daher die Änderung der Kraftmaschinenlast zu reduzieren, können Kraftmaschinenhilfsaggregate (zum Beispiel eine Klimaanlage und ein Ladegerät) ausgeschaltet werden, und es kann unterbunden werden, dass diese während des Lernprozesses eingeschaltet werden.
Ein Einspritzmengensteuergerät zum genauen Durchführen eines Einspritzmengenlernprozesses bei einer Dieselkraftmaschine (1) erzeugt eine Umgebung zum Erhalten eines charakteristischen Wertes in einer Eins-zu-eins-Beziehung mit einer Ist-Einspritzmenge. Eine Steuervorrichtung (11) führt einen Ein-Schuss-Einspritzbetrieb (S30) für einen Zylinder der Kraftmaschine (1) durch, während die Umgebung eingerichtet ist. Eine Einspritzbefehlsmenge wird auf der Grundlage einer Kraftmaschinendrehzahländerung korrigiert (S90), durch den Ein-Schuss-Einspritzbetrieb hervorgerufen wird. Nach dem Einrichten des Zustandes und vor der Einspritzung wird die Öffnung des Ventils (9) so gesteuert, dass sie kleiner als eine Referenz ist, und eine Öffnung einer Dieseldrossel (6) und eines variablen Turboladers (5) werden jeweils so gesteuert, dass sie größer als eine Referenz sind. Eine Zusammensetzung einer in eine Brennkammer (3) strömenden Luft wird so stabilisiert, dass der charakteristische Wert, der nach dem Ein-Schuss-Einspritzbetrieb erfasst wird, sicher eine Eins-zu-eins-Beziehung mit einer Ist-Einspritzmenge hat.

Claims

Einspritzsteuergerät für eine Kraftmaschine (1), mit: zumindest einem Ventil (9) zum Rückführen eines Teiles eines Abgases zurück in einen Lufteinlasskanal, einer Dieseldrossel (6) zum Regulieren einer Lufteinlassströmung oder einem variablen Turbolader (5) zum Verdichten der Lufteinlassströmung durch Nutzung von Energie von dem Abgas; und einer Steuervorrichtung (11) zum Bestimmen, ob ein vorbestimmter Lernzustand eingerichtet ist, zum Einspritzen einer Befehlsmenge von Kraftstoff in eine Brennkammer (3) eines bestimmten Zylinders von einer Vielzahl Zylinder der Kraftmaschine (1), wenn der vorbestimmte Lernzustand eingerichtet ist, zum Korrigieren der Befehlsmenge auf der Grundlage eines Änderungsbetrages eines Zustandes der Kraftmaschine (1), der durch das Einspritzen der Befehlsmenge hervorgerufen wird, und zum Einstellen eines Öffnungsgrades zumindest des Ventils (9) derart, dass er kleiner ist als eine erste vorbestimmte Referenz, der Dieseldrossel (6) derart, dass er größer ist als eine zweite vorbestimmte Referenz, oder des variablen Turboladers (5) derart, dass er größer ist als eine dritte vorbestimmte Referenz, und zwar nach dem Bestimmen, ob der vorbestimmte Lernzustand eingerichtet ist und vor dem Einspritzen der Befehlsmenge.
Gerät gemäß Anspruch 1, wobei das Einspritzen der Befehlsmenge durchgeführt wird, nachdem das Ventil (9) vollständig geschlossen wurde.
Gerät gemäß Anspruch 1, wobei das Einspritzen der Befehlsmenge durchgeführt wird, nachdem die Dieseldrossel (6) vollständig geöffnet wurde.
Gerät gemäß Anspruch 1, wobei das Einspritzen der Befehlsmenge durchgeführt wird, nachdem der variable Turbolader (5) vollständig geöffnet wurde, um den Ladedruck zu verringern.
Gerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuervorrichtung (11) die Befehlsmenge gemäß einer Differenz zwischen einem erfassten Änderungsbetrag des Zustandes der Kraftmaschine (1), der durch das Einspritzen der Befehlsmenge hervorgerufen wird, und einem berechneten Nenn-Wert des Änderungsbetrages des Zustandes entsprechend der Befehlsmenge während des Einspritzens korrigiert.
Gerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuervorrichtung (11) die Befehlsmenge gemäß einer Differenz zwischen einer Ist-Kraftstoffmenge und der Befehlsmenge korrigiert, wobei die Ist-Menge auf der Grundlage eines Änderungsbetrages des Zustandes der Kraftmaschine (1) berechnet wird, der durch das Einspritzen hervorgerufen wird.
Gerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Steuervorrichtung (11) die Befehlsmenge gemäß einer Differenz zwischen einer ersten Einspritzpulsbreite entsprechend der während des Einspritzens tatsächlich eingespritzten Kraftstoffmenge und einer zweiten Einspritzpulsbreite entsprechend der Befehlsmenge korrigiert.
Gerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der vorbestimmte Lernzustand ein Nicht-Einspritzzustand ist, bei dem die Befehlsmenge nicht größer als Null ist.
Gerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Änderungsbetrag des Zustandes der Kraftmaschine (1), der durch das Einspritzen hervorgerufen wird, eine Änderung der Kraftmaschinendrehzahl, eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses oder eines Druckes in dem Zylinder ist.
Verfahren zum Steuern einer Einspritzvorrichtung einer Kraftmaschine (1), mit folgenden Schritten: Bestimmen (S10), ob ein vorbestimmter Lernzustand eingerichtet ist; Einspritzen (S30) einer Befehlsmenge von Kraftstoff in eine Brennkammer (3) eines bestimmten Zylinders von einer Vielzahl Zylinder der Kraftmaschine (1), wenn der vorbestimmte Lernzustand eingerichtet ist; Korrigieren (S90) der Befehlsmenge auf der Grundlage eines Änderungsbetrages eines Zustandes der Kraftmaschine (1), der durch das Einspritzen der Befehlsmenge hervorgerufen wird; und Einstellen (S20) eines Öffnungsgrades zumindest eines Ventils (9) derart, dass er kleiner ist als eine erste vorbestimmte Referenz, einer Dieseldrossel (6) derart, dass er größer ist als eine zweite vorbestimmte Referenz, oder eines variablen Turboladers (5) derart, dass er größer ist als eine dritte vorbestimmte Referenz, und zwar nach dem Bestimmen, ob der vorbestimmte Lernzustand eingerichtet ist und vor dem Einspritzen der Befehlsmenge.
Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei das Einspritzen (S30) der Befehlsmenge durchgeführt wird, nachdem das Ventil (9) vollständig geschlossen wurde.
Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei das Einspritzen (S30) der Befehlsmenge durchgeführt wird, nachdem die Dieseldrossel (6) vollständig geöffnet wurde.
Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei das Einspritzen (S30) der Befehlsmenge durchgeführt wird, nachdem der variable Turbolader (5) vollständig geöffnet wurde, um den Ladedruck zu verringern.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, des Weiteren mit einem Schritt zum Berechnen (S80) eines Korrekturbetrages vor dem Korrigieren (S90) der Befehlsmenge einschließlich eines Berechnens einer Differenz zwischen einem erfassten Änderungsbetrag des Zustandes der Kraftmaschine (1), der durch das Einspritzen (S30) der Befehlsmenge hervorgerufen wird, und einem berechneten Nenn-Wert des Änderungsbetrages des Zustandes entsprechend der Befehlsmenge während des Einspritzens.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, des Weiteren mit einem Schritt zum Berechnen (S80) eines Korrekturbetrages vor dem Korrigieren (S90) der Befehlsmenge einschließlich eines Berechnens einer Differenz zwischen einer Ist-Kraftstoffmenge auf der Grundlage eines Änderungsbetrages eines Zustandes der Kraftmaschine (1), der durch das Einspritzen hervorgerufen wird, und der Befehlsmenge.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 15, des Weiteren mit einem Schritt zum Berechnen (S80) eines Korrekturbetrages vor dem Korrigieren (S90) der Befehlsmenge einschließlich eines Berechnens einer Differenz zwischen einer ersten Einspritzpulsbreite entsprechend einer Kraftstoffmenge, die während des Einspritzens tatsächlich eingespritzt wird, und einer zweiten Einspritzpulsbreite entsprechend der Befehlsmenge.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 16, wobei der vorbestimmte Lernzustand einen Nicht-Einspritzzustand beinhaltet, bei dem die Befehlsmenge nicht größer als Null ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 17, wobei der Änderungsbetrag des Zustandes der Kraftmaschine (1), der durch das Einspritzen (S30) hervorgerufen wird, eine Änderung der Kraftmaschinendrehzahl, eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses oder eines Druckes in dem Zylinder ist.